Устройство для определения плотности жидкостей и газов Советский патент 1992 года по МПК G01N9/26 

Изобретение может быть использовано в химико-технологических процессах химической газовой, металлургической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для измерения плотности жидкостей и газов, содержащее проточную емкость, заполненную жидкостью, в которую погружен полый цилиндр, подвешенный на одном конце рычага. На другом конце рычага установлен блок взвешивания, работающий по принципу силовой компенсации, выходом которого является аналоговый пневмосигнал, пропорциональный плотности измеряемой жидкости, регистрируемый вторичным прибором.

Недостатком устройства является незначительный диапазон измерения плотности, равный 0,1-0,3 кг/см3, в интервале плотностей 0,5-1,8 кг/см , зависящий от скоростного напора, возникающего при непрерывном протоке анализируемой жидкости через измерительный объем, и транспортного запаздывания прибора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения плотности жидкостей и газов, включающее проточную емкость с анализируемой жидкостью, в которую погружены на различную глубину две пъезотрубки, дифма- нометр, вторичный прибор, регулятор расхода инертного газа и два постоянных пневмосопротивления на линиях подачи инертного газа в пъезотрубки.

Инертный газ от регулятора расхода поступает через пневмосопротивления, пье- зотрубки в анализируемую жидкость и барботирует через нее. Давление газа в пъе- зотрубках определяется гидростатическим давлением столбов жидкости от ее поверхности до глубины погружения пъезотрубок. Перепад давлений в трубках измеряется дифманометром с пневмовыходом, величина которого линейно связана с плотностью измеряемой жидкости и регистрируется вторичным прибором,

Недостатками устройства являются значительное транспортное запаздывание и заИ

4 vj

О

00

к

4

висимость результатов измерения от количества барботирующего через анализируемую жидкость инертного газа, которая увеличивается по мере уменьшения диапазона измерения плотности, что снижает точность измерения.

Целью изобретения является расширение диапазона и повышение точности определения.

На чертеже представлена функциональная схема предложенного устройства.

Устройство содержит проточную емкость 1 с двумя переливными патрубками 2 и 3, соответственно расположенными на противоположных боковых стенках емкости 10, и сливным патрубком 4, емкость 5, помещенную в проточную емкость 1 и снабженную переливным 6 и сливным 7 патрубками, управляющий блок 8, подключенный одним выходом к запорному открытому клапану 9, установленному на линии подачи жидкости в проточную емкость 1. а другим выходом - к запорному нормально закрытому клапану /1, подключенному к сливному патрубку 4 праточной емкости и плюсовому входу диф- манометра 11, минусовый вход которого подсоединен к сливному патрубку 7 емкости 5. а выход - к входу вторичного прибора 12.

Переливной патрубок 2 проточной емкости 1 расположен на одном уровне с противоположным переливным патрубком б емкости 5. Сливные патрубки 4 и 7 расположены в нижних частях емкостей 1 и 5 и находятся на одном уровне.

Управляющий блок 8 представляет собой генератор импульсов, работающий вместе с дешифратором, имеющим восемь выходов. Первые пять выходов дешифраторов объединены общей шиной, на которой присутствует выходной сигнал в течение времени TL

Последние два выхода (седьмой и восьмой) также объединены общей шиной, на которой присутствует выходной сигнал в те чение времени Тз. Шестой выход дешифратора не задействован, но служит для организации отрезка времени Та.

Устройство работает следующим образом.

Емкость 5 предварительно заполняют эталонной жидкостью, плотность которой соответствует началу шкалы измеряемого диапазона плотности.

Контролируемая жидкость поступает в проточную емкость 1 в течение времени Ti, необходимого для ее полного обновления. Количество анализируемой жидкости выбирается таким, чтобы обеспечить перелив ее через патрубки 2 и 3. Этим создается необходимый перепад уровней жидкости в левой и правой частях емкостей 1 в течение времени Ti.

По истечении времени Ti управляющий

блок 8 выдает сигнал на закрытие нормально открытого клапана 9, прекращая поступ- ление анализируемой жидкости в проточную емкость 1. Это приводит к тому, что разность уровней между правой и левой

частями емкости 1 из-за наличия свободного истечения жидкости через патрубок 2 уменьшается до нуля в течение времени Т2. прекращается проток через емкость 1 и выравниваются уровни жидкостей в емкостях

1 и 5.

По истечении времени Т, управляющий блок 8 выдает команду на открытие нормально закрытого клапана 10 и на плюсовой вход дифманометра 11 поступает сигнал

давления гидростатического столба анализируемой жидкости в емкости 1.

На минусовый вход дифманометра поступает сигнал давления гидростатического столба эталонной жидкости,

Дифманометр 11 измеряет свой выходной сигнал до величины, соответствующей разности давлений АР. Величина перепада давлений на входе дифманометра 11 определяется по формуле

ДР (/г -/оьт )дН,

где р ,рэт - плотности контролируемой и эталонной жидкостей соответственно: g- ускорение свободного падения; К- высота столба жидкости в емкостях

1 и 5.

Выходной сигнал дифманометра 11 поступает на вход вторичного прибора 12, который регистрирует результаты измерения плотности.

По истечении времени Тз управляющий блок 8 прекращает выдачу сигнала управляемому клапану 10, в результате чего клапан 10 закрывается, на входе дифманометра 11 остается неизменным, перепад давлений

Др и, следовательно, неизменным остается его выходной сигнал, который продолжает регистрироваться вторичным прибором 12 до следующего измерения.

По окончании времени Тз цикл работы

системы повторяется.

Формула изобретения Устройство для определения плотности жидкостей и газов, содержащее проточную емкость, дифманометр и вторичный прибор, отличающееся тем. что , с целью расширения диапазона и повышения точности определения, оно дополнительно содержит вторую емкость с переменным и

сливным патрубками и управляющий блок, проточная емкость дополнительно содержит расположенные на разных уровнях два переливных патрубка, установленных на противоположных боковых стенках емкости, сливной патрубок, расположенный ниже переливных патрубков, и два запорных клапана, первый из которых установлен на линии подачи воды,а второй - на сливном патрубке, при этом вторая емкость размещена в полости проточной емкости, первый

0

вывод управляющего блока соединен с первым запорным клапаном, а второй - с вторым клапаном и плюсовым входом дифмаиометра, минусовой вход которого соединен со сливным патрубком второй емкости, нижний переливной патрубок проточной емкости расположен на одном уровне с переливным патрубком второй емкости, а сливные патрубки расположены в нижних частях соответствующих емкостей .и установлены на одном уровне.

Использование: химическая, газовая, иеталлургическая промышленность. Сущность изобретения: устройство содержит две емкости с переливными и сливными патрубками, управляющий блок, два клапана, дмфманометр и вторичный прибор. Исследуемую жидкость периодически подают в одну из емкостей, измеряют величину гидростатического столба и сравнивают с величиной гидростатического столба эталонной жидкости, находящейся в другой емкости. 1 ил.

жидкости.